磁粉芯(MagneticPowderCore,MPC),也被稱為軟磁復合材料(SoftMagneticComposites:SMCs),是由被有機物或無機絕緣劑包覆的鐵磁顆粒通過粉末冶金技術壓制而成的磁芯元件。如果顆粒在成型前沒有進行絕緣包覆,就被稱為燒結軟磁材料。如果沒有特別指明,為方便講解,下面統稱磁粉芯。
磁粉芯不是一個新的概念。磁粉芯作為磁性元件的應用已經有很多年的歷史了,其起源*早可以追溯到1886年把介電材料混合在磁性粉末中一起使用。當時把鐵粉與蠟混合后塞入線圈來制備電感時發(fā)現,線圈的電感會增大,而不會引起額外的能量損耗。當時也在研究電工鐵板,因為電工鐵板具有更好的磁性能,因此很快在工業(yè)領域占據了優(yōu)勢。而磁粉芯由于磁導率低,沒有獲得重視。在接下來的100多年間,隨著技術的進步,包括鈍鐵制備和絕緣技術等的發(fā)展,因介電混合的磁性粉末,或者磁粉芯在無線電工程和通訊領域能滿足各種需求,獲得了廣泛的應用。現在,磁粉芯已經被廣發(fā)用作電磁器件以滿足特殊需求,如電磁波吸收體、噪聲抑制器和電感器。應用粉末冶金工藝制備磁性元件的另外一個好處是經濟效益好、設計靈活性高。
眾所周知,軟磁材料的應用領域十分廣泛,從弱場、中場到強場,都在使用。軟磁材料工作的頻率范圍也十分寬廣,如圖1所示,就會形成許多各有特色的應用領域。
當然,對不同的頻率范圍,弱場和強場的定義也可能不同,有的資料用高磁通水平和低磁通水平等來描述。針對不同的用途,在每個領域,都需要各自不同的軟磁性能,就這樣形成了軟磁材料種類不同、各具特色的性能指標體系,就單磁導率,就分為幾十種之多,如振幅磁導率、增量磁導率、微分磁導率等等。由于不同材料的性能各有側重,對于應用者來說,*重要的事首先搞清楚自己的應用領域所要求的軟磁性能指標,并依此選擇適合各自領域的軟磁材料。而對于產品開發(fā)展,就需要開發(fā)出滿足特定領域需求的好材料。當然,對于材料的性能也要綜合考慮,如磁性能、機械性能、電性能、導熱性能等等,不可能有一種材料能滿足所有的應用領域。